纯生啤酒无菌包装线CIP系统.doc

纯生啤酒无菌包装线CIP系统发布时间：2007-12-27 来源：应用领域：自动化控制 CIP系统（Cleaning In Place system）即原位清洗系统，是奶制品、果汁、啤酒和饮料等食品加工业的重要设备组成部分，CIP清洗是保证食品加工质量和食品卫生不可缺少的工艺过程。食品加工过程中有各种流体，包括产品流体、辅助流体如蒸汽、水或二氧化碳气体，流体的载体容易被微生物和细菌污染，CIP系统是为了防止产品流体和辅助流体被微生物和细菌污染而附加的工艺设备。食品加工过程中，包装（灌装）设备运行前及运行一段时间后，必须对贮料罐、管道、设备上接触产品流体的关键部位进行物理和化学清洗，清除可导致产品污染、变质的微生物和其它杂质，如矿物质结垢、奶垢等，使包装后的食品有一定的保质期和货架寿命。纯生啤酒不同于普通啤酒,它不经过巴氏杀菌，保持了啤酒的原有风味，口感好营养丰富，深受人们的欢迎。纯生啤酒通过低温膜过滤后，用无菌包装生产线进行无菌包装，CIP系统是纯生啤酒无菌包装生产线不可缺少的工艺设备。1 CIP系统概述 CIP系统是随着食品工业的发展而发展和完善的，最初对 贮罐、管道和设备的清洗是由人工拆开清洗，费时费力效果不佳。CIP系统采用清洗流体循环清洗贮罐、管道和设备，不拆卸即可达到理想的清洗效果。CIP系统主要由CIP站和可实现CIP 清洗功能的包装（灌装）设备组成。1.1CIP站CIP站主要由物理清洗罐、化学清洗罐、管道、泵、控制系统和附件组成。如图1所示，物理清洗罐、化学清洗罐、泵，通过管道和待清洗设备连接起来，通过CIP控制系统对清洗液进行压力、流量、 图1 CIP清洗系统组成图 1 物理清洗罐 2化学清洗灌 3清洗泵4管道阀门 5 具有CIP清洗功能的包装机温度的控制。根据清洗工艺过程，清洗液通过管道输送到待清洗设备，清洗、回收等对其进行循环清洗。待清洗的包装设备必须本身有内部的CIP回路，运行CIP后能将其彻底清洗干净。1. 2 CIP清洗液主要参数CIP运行效果主要取决于清洗液的流速、洗涤剂浓度、温度和清洗时间等参数的控制。1.2.1清洗液的流速清洗液必须保持23m/s的高流速，使清洗液高速通过管道产生湍流，以冲净管道内壁的污垢（物理清洗）。对容器内部采用喷雾器或喷嘴进行清洗。为了获得好的湍流，必须对清洗液的流量和压力进行控制，通过对CIP站泵的选择，达到所需要的流速。1.2.2清洗液的温度和洗涤剂的浓度 合适的选择确定清洗液的温度和洗涤剂浓度，可以达到预期的清洗效果，对于除去管道和容器内壁沉积的顽固性污垢，如矿物质，奶垢等。在一定的浓度和温度范围内，清洗液中洗涤剂的浓度和溶液的电导率成线性关系，采用过程仪表或PLC对溶液的电导率的测量控制，达到对洗涤剂浓度的控制。清洗液的温度控制采用过程仪表或PLC 控制，不同的介质（洗涤剂）要求温度不同，如碱液的温度要求达到6065。1.2.3清洗的时间为了确保达到有效的清洗，就必须对清洗的时间进行控制，时间的长短根据清洗工艺决定。1. 3 CIP清洗工艺过程工艺流程图2所示。预冲洗，用冷水冲洗，去除物料残留液；碱洗，用碱液（工艺要求的浓度和温度）清洗，除去管壁和容器内壁顽垢；热冲洗，用热水冲掉碱液；酸洗，用酸液（工艺要求的浓度和温度）中和残留碱液；最后冲洗，用清水最后冲洗掉酸液，直到冲洗干净；消毒，若停产，用食品级消毒液对设备进行浸泡消毒，准备下一段生产。 清洗的时间由清洗工艺决定，待清洗设备一般都提供CIP清洗工艺。生产厂家可根据包（灌）装产品的理化性质、当地的水质、所选洗涤剂的浓度和温度要求，进一步确定生产过程的清洗工艺。2 纯生啤酒无菌包装线的CIP站纯生啤酒无菌包装线CIP站主要由进料系统，贮液罐，CIP泵，控制系统等组成，如图3 所示。图3 纯生啤酒包装线CIP清洗系统组成图; 1 自立式温度控制器 2热水灌 3疏水阀组 4 碱液罐 5 酸液罐 6消毒液罐 7CIP泵 8 控制系统 2. 1进料系统进水管路、蒸汽管路、及控制阀门组成CIP站的进料系统。负责向每一个罐进水并将之加热，进水管路的管径一般应大于泵进水管的管路，以缩短CIP运行周期。CIP液输送和回流管均采用耐压1Mpa的内外抛光不锈钢薄壁管，管子焊接时应保证焊后管子内表面光滑，以免留下卫生死角，蒸汽管路上应安装安全阀和疏水阀组件，保证安全生产。进水管的阀门，同电控气动阀和液位控制系统相连接，电控气动阀采用耐高温阀 。2.2贮液罐 贮液罐的容积是待清洗设备内部容积之和加上连接管道容积的1.21.5倍，保证碱洗和酸洗时罐内液体不被抽到低液位，如被抽到低液位，则进水电磁阀打开往罐内注水，使CIP液体浓度降低，达不到要求清洗效果。热水罐的加热采用将蒸汽直接通入水中加热，贮液罐（酸、碱液）的加热装有加热系统，加热系统由加热管、自力式温度控制器和进蒸气阀组成。加热管的换热能力应以最短时间内将CIP液加热到所需温度。当CIP液体被加热至所需温度后，装在进蒸汽阀后的自力式温度控制系统将蒸汽关掉，温度降低后又重新打开。磁浮式液位计显示并控制灌内液体的液位，灌内液体的液位和温度到达设定值，方可开启CIP泵运转。2.3 CIP泵CIP清洗剂大多采用酸碱液，CIP泵应选用不锈钢泵，泵的流量根据CIP液输送管管径和达到理想清洗效果所需流速来计算，即 Q=VA ，A=D2 /4 ，D为输送管内部直径，V为流体流速，考虑其它因素，Q=1.1VD2 /4 。泵的扬程根据管路压力损失及管路高度差选用。2.4控制系统CIP控制系统是根据CIP站的组成和CIP工艺过程决定。可以单独成为一个控制系统，也可以作为包（灌）装线控制系统的组成部分。采用PLC控制CIP清洗工艺过程，过程仪表控制清洗液的浓度、温度等。3 纯生啤酒无菌包装机的CIP系统3.1纯生啤酒无菌包装机CIP系统组成灌装机的CIP系统原理如图4所示，CIP站通过管路和待清洗设备包括进酒管路，CO2?管路，无菌压缩空气管路?，蒸汽管路，真空泵系统，灌装机（料缸、灌装阀及机内管路），压盖机（盖仓和压盖头）等连接。通过接管板装置转换罐装和CIP清洗时的管路连接。图4 纯生啤酒包装机CIP清洗原理图3. 2纯生啤酒无菌包装机CIP清洗工艺连接好接管板，打开热水罐进水电磁阀，水至高位后电磁阀关闭。开启CIP泵，清水冲净管道及压盖机、灌瓶机、真空泵系统（20分钟）。水用至低液位后电磁阀打开，到高液位后又关闭。打开碱水罐进水电磁阀，水位至低位后打开进蒸汽阀电磁阀，继续加水至高液位，关闭电磁阀。给碱水罐里按要求加碱，待温度到达设定温度后，打开电磁阀，开启CIP泵，碱水循环清洗（30分钟）。打开热水罐进水电磁阀，加水至高液位，电磁阀关闭，打开热水罐进蒸汽阀加热，开启CIP泵，热水循环清洗（20分钟）。打开酸液罐进水电磁阀加水至高液位，电磁阀关闭；给酸液罐里按要求加入酸液，配好后打开电磁阀，开启CIP泵酸液循环冲洗，对管道和灌装机的残流碱液进行中和（15分钟）。排放掉热水罐和碱水罐里的液体，打开热水罐进水电磁阀，加水至高液位，电磁阀关闭，开启CIP泵，清水冲洗管道，压盖机，灌瓶机，真空泵系统（15分钟）至中性。关闭CIP系统所有电磁阀和CIP泵，打开气动蝶阀，放掉管道，压盖机，灌瓶机，真空泵系统里的残余液体；同时将接管板装置的连接方式转换为灌装状态，准备灌装。灌装结束后，关闭电磁阀和CIP泵；打开消毒水罐进水电磁阀，加水到高液位，关闭电磁阀和气动蝶